一种基于铝灰水解除氮装置的铝灰水解除氮方法

本发明涉及铝灰处理技术领域，具体涉及一种基于铝灰水解除氮装置的铝灰水解除氮方法。

背景技术：

在电解氧化铝、金属铝熔铸以及再生铝的加工过程中均会产生铝灰渣。铝灰渣中含氮量较大，其主要化学成分以及相应含量为：单质铝2～15％、氧化铝15～30％、氮化铝10～40％，以及其他氧化物和盐类等。铝灰渣作为一种工业废渣，成分复杂，堆积填埋会对环境造成危害。危害的主要类型包括重金属污染、粉尘污染和气体污染，严重影响人类的健康。根据最新的《国家危险废物名录(2020修订稿)》，铝灰渣属于有色金属冶炼废物(hw48)，危险特性为t&r，铝灰渣的存放、运输、处置都要求按照危险固体废弃物的制度和程序实施，不得跨境转移和由无资质的企业机构处置。按照环境保护税目税额表，排放铝灰渣的单位将于2018年1月1日起征收1000元/吨危险固体废物排放税。所以，铝灰渣的处理技术已经成为本领域的迫切需要解决的问题。

据统计，中国每年生产粘土砖会消耗7000万吨以上的标煤。为了保护耕地，替代粘土砖、烧结砖等高能耗的建筑材料，非烧结砖得以快速推广。非烧结砖相较于传统烧结粘土砖，具有实用性好、能源消耗低、社会效益突出等优点。合理的利用当地铝灰渣资源，研发高性能、可大批量生产、具有环保效益的新型非烧结砖，获得经济效益的同时，解决废渣引发的环境污染问题，是一种切实有效的废渣资源化利用途径。但目前制备过程多为人工操作几台机器，生产效率低，迫切需要一种高度自动化的铝灰免烧砖制备机器。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种基于铝灰水解除氮装置的铝灰水解除氮方法，设计了一种铝灰水解除氮装置，可通过第二电机的带动铝灰盛料桶的上下移动，实现铝灰全自动水解除氮，提高了生产效率，为铝灰非烧结砖的制备提供了设备基础，可以将铝灰渣更合理、更高效的利用，在取得经济效益的同时，解决了废渣引发的环境污染问题。

为了实现以上目的，本发明采取的一种技术方案是：

一种基于铝灰水解除氮装置的铝灰水解除氮方法，包括如下步骤：s10启动第三电机将活塞与铝灰盛料桶分离，通过所述活塞与所述铝灰盛料桶之间的间隙向所述铝灰盛料桶内添加筛选后的铝灰，同时往反应釜内加入适量的水；s20启动所述第三电机将所述活塞置于所述铝灰盛料桶内，启动第二电机将所述铝灰盛料桶置于所述反应釜内，所述反应釜内的水通过所述铝灰盛料桶的桶底的滤网结构的网孔流入所述铝灰盛料桶内与所述铝灰混合；s30启动搅拌电机，所述铝灰盛料桶内的搅拌杆搅动，加速水解反应过程；以及s40至反应完全后启动所述第二电机使得所述铝灰盛料桶脱离所述反应釜，启动第三电机缩短所述桶底与所述活塞之间的距离，加速所述铝灰盛料桶内的水分流失。

进一步地，所述铝灰水解除氮装置包括：所述反应釜，为开口桶状结构，所述反应釜的侧壁及底壁内置加热装置，所述反应釜的底部通过回收液出口与废液循环回收装置连接；所述铝灰盛料桶，位于所述反应釜的上方，所述桶底为滤网结构，所述铝灰盛料桶的外径小于所述反应釜的内径；以及升降机构，包括第一螺杆以及所述第二电机，所述第二电机通过底座架设在悬臂梁上，所述悬臂梁位于所述反应釜的上方，所述第二电机通过所述第一螺杆与所述活塞连接，所述第二电机通过所述第一螺杆控制所述铝灰盛料桶升降；以及所述第一电机，设置在所述悬臂梁上，所述第一电机与所述底座连接，所述第一电机可控制所述第一螺杆在所述悬臂梁上滑动。

进一步地，所述活塞下设有搅拌装置，所述搅拌装置的搅拌杆伸入所述铝灰盛料桶内。

进一步地，所述第三电机通过连接杆设置在所述第一螺杆的下部，所述第三电机通过第二螺杆与所述铝灰盛料桶的桶壁相连。

进一步地，所述桶底的滤网可拆卸的设置在所述铝灰盛料桶的侧壁的底端。

进一步地，还包括s50启动第一电机，将所述铝灰盛料桶输送至铝灰炼泥装置的上方，打开所述桶底将水解完成的铝灰输出至所述铝灰炼泥装置内。

进一步地，所述步骤s50还包括：启动所述第三电机，所述活塞推动水解完成的铝灰输出至所述铝灰炼泥装置内。

本发明的一种基于铝灰水解除氮装置的铝灰水解除氮方法，设计了一种铝灰水解除氮装置，可通过第二电机带动铝灰盛料桶的上下移动，实现铝灰全自动水解除氮，提高了生产效率，为铝灰非烧结砖的制备提供了设备基础，可以将铝灰渣更合理、更高效的利用，在取得经济效益的同时，解决了废渣引发的环境污染问题。

附图说明

下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其有益效果显而易见。

图1所示为本发明一实施例的基于铝灰水解除氮装置的铝灰水解除氮方法的流程图；

图2所示为本发明一实施例的铝灰水解除氮装置的结构图。

图中附图标记：

1反应釜、2铝灰盛料桶、21桶底、31第一螺杆、32底座、33第一电机、4悬臂梁、5活塞、6搅拌杆、71第三电机、72连接杆、73第二螺杆、8铝灰炼泥装置、81下料口、82加水口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供了一种基于铝灰水解除氮装置的铝灰水解除氮方法，如图1～2所示，包括如下步骤：s10启动第三电机71将活塞5与铝灰盛料桶2分离，通过所述活塞5与所述铝灰盛料桶2之间的间隙向所述铝灰盛料桶2内添加筛选后的铝灰，同时往反应釜1内加入适量的水。s20启动所述第三电机71将所述活塞5置于所述铝灰盛料桶2内，启动第二电机将所述铝灰盛料桶2置于所述反应釜1内，所述反应釜1内的水通过所述铝灰盛料桶2的桶底21的滤网结构的网孔流入所述铝灰盛料桶2内与所述铝灰混合。s30启动搅拌电机，所述铝灰盛料桶内的搅拌杆6搅动，加速水解反应过程。以及s40至反应完全后启动所述第二电机使得所述铝灰盛料桶2脱离所述反应釜1，启动第三电机71缩短所述桶底21与所述活塞5之间的距离，加速所述铝灰盛料桶2内的水分流失。s50启动第一电机33，将所述铝灰盛料桶2输送至铝灰炼泥装置8的上方，打开所述桶底21将水解完成的铝灰输出至所述铝灰炼泥装置8内。

所述s10步骤中，筛选后的铝灰存储在铝灰暂存区，所述暂存区通过下料管输出暂存的铝灰，所述下料管的上端设置在所述暂存区的下端，所述下料管可转动设置在所述暂存区的下端，所述下料管的上端具有扇形进料口，所述暂存区的下端设于相应的扇形出料口，旋转所述下料管可实现所述出料口与所述进料口有重叠区域，进而实现下料，可通过所述出料口与所述进料口的重叠区域的大小控制下料速度。

所述铝灰水解除氮装置包括所述反应釜1、所述铝灰盛料桶2、升降机构以及所述第一电机33，所述铝灰盛料桶2可在所述升降机构的带动下伸入或远离所述反应釜1，实现所述铝灰盛料桶2内的铝灰于所述反应釜1内的水接触，产生水解反应，去除铝灰内的氮。所述反应釜1位于所述升降机构的下方，所述铝灰盛料桶2以及所述第一电机33与所述升降机构连接。

所述反应釜1为开口桶状结构，所述反应釜1的侧壁及底壁内置加热装置，在铝灰与水反应的过程中，启动加热装置可以提高反应效率，加快反应速度。所述反应釜1的底部通过回收液出口与废液循环回收装置连接。

所述铝灰盛料桶2位于所述反应釜1的上方，所述桶底21为滤网结构，所述铝灰盛料桶2的外径小于所述反应釜1的内径，便于所述铝灰盛料桶2伸入所述反应釜1内。所述升降机构包括第一螺杆31以及所述第二电机，所述第二电机通过底座32架设在悬臂梁4上，所述悬臂梁4位于所述反应釜1的上方，所述第二电机通过所述第一螺杆31与所述活塞5连接，所述第二电机通过所述第一螺杆31控制所述铝灰盛料桶2的升降。

所述铝灰盛料桶2的桶底21为滤网结构，便于水分通过网孔进出所述铝灰盛料桶2内，实现水解反应及后期排水。通过所述桶底21的滤网结构小颗粒的铝灰将通过网孔进入所述反应釜1中称为杂质，最终所述铝灰盛料桶2内的铝灰尺寸得到筛选满足我们预设粒度规格的铝灰。所述桶底21的滤网结构的网孔尺寸可根据设计需求进行调整。所述桶底21的滤网可拆卸的设置在所述铝灰盛料桶2的侧壁的底端，水解完成的铝灰运输至所述铝灰炼泥装置8的上方后，可轻松实现铝灰倾倒入所述铝灰炼泥装置8内。所述活塞5下设有搅拌装置，所述搅拌装置的搅拌杆6伸入所述铝灰盛料桶2内。当进行水解除氮反应时，可通过所述搅拌装置的搅拌实现水与铝灰的充分反应，提高除氮的效率。

所述第一电机33设置在所述悬臂梁4上，所述第一电机33与所述底座32连接，所述悬臂梁4位于所述反应釜1以及所述铝灰炼泥装置的上方，所述第一电机33可控制所述第一螺杆31在所述悬臂梁4上滑动，进而实现所述铝灰盛料桶2从所述反应釜1至所述铝灰炼泥装置8的移动。所述第三电机71通过连接杆72设置在所述第一螺杆31的下部，所述第三电机71通过第二螺杆73与所述铝灰盛料桶2的桶壁相连。使用所述第三电机71可实现所述铝灰盛料桶2与所述活塞5的相对位移，所述第三电机71通过所述第二螺杆73控制所述活塞5与所述桶底21之间的距离，为铝灰水解反应提供足够的空间，当反应完全后使用所述活塞5下压还可以将所述铝灰盛料桶2内的水分压出，减少水解反应完全后的所述铝灰盛料桶2内的水分。所述步骤s50还包括：启动所述第三电机71，所述活塞5推动水解完成的铝灰输出至所述铝灰炼泥装置8内。

每次水解后，所述反应釜1的水里都含有大量的盐和铝灰，如果不对废水进行更换处理，那么后续水解完的铝灰里会存在大量的盐结晶(溶液饱和，析出结晶)，造成材料污染。故经过几次水解后，在水里的盐快饱和时，打开所述反应釜1的回收液出口，将所述反应釜1内的废水输出至废液循环回收装置内。所述废液循环回收装置由上至下依次包括第一出水口、第二出水口以及第三出水口，进入所述废液循环回收装置的废水首先在所述废液循环回收装置内静置一段时间，且时间较长，等所述废液循环回收装置满了后就可以排出送去专业机构处理。等所述废液循环回收装置静置一段时间后，固液逐渐分层，铝灰颗粒逐渐沉积在底部，打开所述第一出水口，收集上层废水，至所述第一出水口内的废水全部收集完成后，打开所述第二出水口，收集所述第一出水口与所述第二出水口之间的废水。同理收集所述第二出水口与所述第三出水口之间的废水，至收集完毕。逐层放水的目的是避免放水时的水流变化造成铝灰沉积物的再次扬起，使最后排出的废水含的杂质较少。同时所述反应釜1的内底部需要具有一定倾角，以便能顺利把水解使用后的废水排干净。最后得到的铝灰沉积物经过干燥后可以当作制砖原料。

水解后的铝灰携带部分水分输出至所述铝灰炼泥装置8，可根据水解前铝灰与所述铝灰盛料桶2的重量以及水解后铝灰、水分与所述铝灰盛料桶2的重量差计算铝灰损失量。通过多次试验，进行误差分析，统计出每次水解后的铝灰的损失量，可以根据以上数据和免烧砖的配料表，计算出所述铝灰炼泥装置8中炼泥所需的水和其他配料的重量。

向所述铝灰炼泥装置8内加水时，先打开进水口开关，加水直到称重仪的显示数字到一确定数字，然后同理逐次加入其他配料，每回称重仪上数字的变化是确定的，所以可以自动控制(称重仪可接一个信号发射器，各个加料口里加一个电开关，一收到信号就闭合或打开。具体为人工首先按下加料开关，进水口打开，当水加到一定值，称重仪发送一个信号给进水口和a进料口，从而进水口关闭而a进料口打开，加a料也是加到一定值，称重仪会发送一个信号给a进料口和b进料口，使a进料口闭合而b进料口打开，后续同理)。完成加料后，搅拌器启动进行混料。

以上所述仅为本发明的示例性实施例，并非因此限制本发明专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。